본 연구는 쇄빙연구선 아라온호의 국부 빙하중을 정확하게 추정하기 위해, 국제선급협회(IACS) Polar Class에 따른 실제 설계 하중(Design Ice Load)과 빙하중 면적(Load Patch)을 활용하여 영향계수행렬을 산정하였다. 기존 연구에서는 단위하중 또는 집중하중 형태 로 구조해석을 수행하여 영향계수행렬을 구했으나, 본 연구에서는 아라온호의 설계하중을 기반으로 실제 빙 충돌 상황과 유사한 면적 에 하중을 부여함으로써 보다 현실적인 해석 결과를 얻고자 하였다. 해석에는 선급 규칙으로부터 도출한 직사각형 형태의 빙하중 패치 와 평균 압력을 적용하였으며, 아라온호 선수부에 총 21개의 스트레인 게이지 위치에 대해 각각 해석을 진행하였다. 이후, 각 하중 조건 에서의 변형량을 토대로 21×21 행렬 형태의 영향계수행렬을 도출하였다. 본 연구의 결과로 도출된 영향계수행렬을 사용하면 실제 계측 된 스트레인 값을 기반으로 빙하중을 보다 정밀하게 추정할 수 있을 것으로 기대된다. 이는 기존 방식 대비 얼음 충돌 시 발생하는 면 적 효과를 고려했다는 점에서 의미가 있으며, 향후 쇄빙선 설계 및 운항 과정에서의 빙하중 평가 정확도를 높이는 데 기여할 것으로 판단된다.

Freezing rain is a phenomenon when precipitation falls as a liquid rain drop, but freezes when it comes into contact with surfaces or objects. In this study, we investigated the predictability of freezing rain and its characteristics, which are strongly related with the occurrence of black ice using synoptic scale meteorological observation data. Two different cases occurred at 2012 were analyzed and in the presented cases, freezing rain often occurs in the low-level low pressure with the warm front. The warm front due to the lower cyclone make suitable environment in which snow falling from the upper layer can change into supercooled water. The 0℃ temperature line to generate supercooling water is located at an altitude of 850 hPa in the vertical temperature distribution. And the ground temperature remained below zero, as is commonly known as a condition for black ice formation. It is confirmed that the formation rate of freezing rain is higher when the thickness after 1000-850 hPa is 1290-1310 m and the thickness of 850-700 hPa layer is larger than 1540 m in both cases. It can also be used to predict and estimate the generation of freezing rain by detecting and analyzing bright bands in radar observation.

본 연구의 목적은 빙해역을 운항하는 선박의 쇄빙시 깨진 해빙에 의해 선수부 좌현 외판에 작용하는 국부 빙하중을 계측한 신호의 특성을 조사하는 것이다. 한국 최초의 쇄빙연구선인 아라온호를 이용하여 2010년 8월초 북극해에서 실선 시험을 수행하여 선수부에 설치된 변형률 게이지로부터 국부적인 빙하중에 의한 신호를 계측하였다. 국부적인 빙하중에 의한 구조 응답 특성을 반영한 계측 신호는 전형적인 유체 충격압에 대한 하중-시간 이력과 다소 다른 특성을 갖는 것도 있음이 파악되었다. 본 연구에서는 계측 신호에 대한 시간 이력을 분석하고, 무차원화된 특성값들로 나타내었다.